Диоксид кремния SiO₂

## Диоксид кремния: от природы до промышленности Диоксид кремния (SiO2) – вещество, широко распространенное в природе. Оно встречается в виде песка, кварца и входит в состав многих минералов. Благодаря своим свойствам диоксид кремния нашел применение в различных сферах, включая производство пищевых продуктов. В пищевой промышленности диоксид кремния известен как добавка Е551, относящаяся к категории эмульгаторов. Эта добавка помогает создавать однородные смеси из несмешивающихся веществ, например, воды и масла. Применение диоксида кремния в пищевой промышленности регламентировано: * Допускается использование в качестве геля или коллоидного раствора при производстве продуктов растительного происхождения, а также диатомовой земли при изготовлении желатина. * Не требуется нормирование максимально допустимых уровней (МДУ) в зерне, семенах бобовых и масличных культур. * Разрешен к применению в России, Украине, Беларуси, Евросоюзе, США, Канаде. * Максимально допустимое количество не должно превышать 30 мг на 1 кг готового продукта. Исследования показывают, что диоксид кремния, попадая в организм человека, проходит по желудочно-кишечному тракту в неизменном виде и полностью выводится. Французские ученые предполагают, что употребление воды с высоким содержанием диоксида кремния может снижать риск развития болезни Альцгеймера. Класс опасности диоксида кремния для человека – 3. ### Получение диоксида кремния Помимо природных источников, существует множество способов получения синтетического диоксида кремния. Синтетический диоксид кремния получают следующими методами: * Осаждением из раствора силиката натрия (осажденный диоксид кремния и силикагель). * Пламенным гидролизом летучих кремнийсодержащих веществ (пирогенный диоксид кремния). * Жидкофазным методом, основанным на взаимодействии кремнийсодержащих веществ (силикаты металлов, песок, кремнийсодержащие руды) с раствором кислот. Исходными компонентами для синтеза служат кремнийсодержащие материалы: песок (кварц), силикаты металлов, галогениды кремния. Существует целый ряд технологий получения высокодисперсного диоксида кремния. Один из примеров – технология выщелачивания кремнеземистого сырья при нагревании с последующим фильтрованием. В результате получают раствор натриевого или калиевого жидкого стекла и нерастворимый остаток. Раствор жидкого стекла смешивают с раствором осадителя (водным раствором нитрата магния), получая осадок силиката магния. Осадок отделяют фильтрацией, не промывая, и обрабатывают раствором азотной кислоты. В результате получают диоксид кремния и раствор нитрата магния. Диоксид кремния отделяют фильтрацией, промывают и сушат. ## Диоксид кремния: от песка до инсектицида Диоксид кремния, также известный как оксид кремния (IV), представляет собой вещество в виде бесцветных кристаллов, отличающихся высокой твердостью и прочностью. В природе он встречается в форме песка и кварца, являясь основным компонентом почвы и практически всех земных пород. Диоксид кремния химически инертен, не токсичен и не растворяется в воде. Физические свойства диоксида кремния: * плотность – 2,6; * температура плавления – 1610°C; * молекулярный вес – 60,084. Существует три основные кристаллические разновидности диоксида кремния: кварц, тридимит и кристобалит. Несмотря на идентичный химический состав, они отличаются расположением атомов. Соединения диоксида кремния делятся на две группы: кристаллический диоксид кремния (c-диоксид кремния)* - структуры с повторяющимися связями из кремния и кислорода; аморфный диоксид кремния (a-диоксид кремния)* - структуры со случайным расположением связей. Все формы диоксида кремния - это твердые вещества без запаха, состоящие из атомов кремния и кислорода. Частицы диоксида кремния могут образовывать невзрывоопасную пыль. При взаимодействии с другими металлами и оксидами диоксид кремния образует силикаты. Воздействие на вредителей: В естественной форме диоксид кремния не оказывает негального влияния на вредных насекомых. Однако, в форме тонкодисперсного высокопористого светло-серого порошка (со средним размером частиц 3,8 мкм) он способен нарушать жизнедеятельность насекомых и клещей – вредителей запасов зерна. Попадая на вредителей с обработанного зерна, диоксид кремния разрушает липопротеиновый слой их кутикулы, что приводит к неконтролируемой потере организмом влаги и гемолимфы. Мелкодисперсный порошок закупоривает дыхальца, оседает на поверхности пищеварительной системы, органах передвижения, осязания, выделения, затрудняя жизнедеятельность организма вредителя. В результате вредители страдают от больших потерь энергии, не могут дышать и сталкиваются с обезвоживанием, что приводит к их гибели и предотвращает дальнейшее развитие популяции. Применение диоксида кремния: Диоксид кремния (кремнезем) широко применяется во многих отраслях. С древних времен он используется для производства строительных материалов. Аморфный непористый кремнезем используется: * в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества под кодом E551, предотвращая слеживание и комкование продуктов; * в фармацевтике с аналогичной целью, а также как лекарственное средство. Диоксид кремния также применяется: * при производстве стекла, керамики, абразивов, кремния, резин, кремнеземистых огнеупоров; * в хроматографии; * при производстве волоконно-оптических кабелей. Искусственно полученные пленки диоксида кремния используются как изолятор в микросхемах и других электронных компонентах. В сельском хозяйстве тонкодисперсный высокопористый порошок диоксида кремния является действующим веществом инсектицидов, применяемых против насекомых и клещей – вредителей запасов зерна. Одним из таких препаратов является инсектицид Агростраж, П. Этот препарат проявляет высокую биологическую эффективность против широкого спектра вредителей, включая рисового долгоносика, амбарного долгоносика, зернового точильщика, малого мучного хрущака, суринамского мукоеда, короткоусого мукоеда, хлебных клещей.